Dynamitron

Dynamitron to rodzaj akceleratora wysokonapięciowego z generatorem elektrodynamicznym.

Budowa dynamitronu [1]

Komora przyspieszająca dynamitronu umieszczona jest pionowo wewnątrz obudowy ciśnieniowej. Zakończenie górnej części komory stanowi elektroda wysokonapięciowa w której umieszczone jest źródło jonów lub elektronów. Segmenty komory zakończone są pierścieniami ekwipotencjalnymi, pełniącymi rolę pierścieni wyrównawczych. Segmenty komory zakończone są pierścieniami ekwipotencjalnymi, pełniącymi rolę pierścieni wyrównawczych. W pobliżu wewnętrznych powierzchni obudowy ciśnieniowej umocowane są dwie pionowe elektrody wielkiej częstotliwości; łącznie z pierścieniową cewką powietrzną umieszczoną poza obudową, elektrody te tworzą obwód rezonansowy o częstotliwości własnej 100...125 kHz. Obwód ten jest sprzężony indukcyjnie z oscylatorem, wykonanym w postaci oddzielnej jednostki o chłodzeniu wodnym, z uwagi na dużą moc, rzędu kilkudziesięciu kilowatów.

Po włączeniu oscylatora wewnątrz obudowy ciśnieniowej panuje pomiędzy obu elektrodami silne pole wielkiej częstotliwości. Pierścienie ekwipotencjalne komory przyspieszającej, stanowiące elementy odizolowane od siebie, oddziałują wówczas jak anteny; silne pole wielkiej częstotliwości indukuje w nich napięcia o tej samej częstotliwości. Pierścienie te są jednak połączone w szereg za pośrednictwem prostowników. Powstaje wówczas łańcuch prostowników, sprzężony pojemnościowo z wewnętrznym obwodem rezonansowym. Poszczególne napięcia cząstkowe, indukowane w pojedynczych stopniach i prostowane prostownikami, sumują się, dając w wyniku napięcie wyjściowe o wartości — w zależności od typu akceleratora — od 400 kV do 4 MV. Łańcuch prostowników jest z jednej strony uziemiony przez dławik wielkiej częstotliwości, z drugiej zaś połączony z elektrodą wysokonapięciową. Dzięki zastosowaniu wielkiej częstotliwości napięcie wyjściowe odznacza się niewielką pulsacją pomimo braku kondensatorów wygładzających.

Akceleratory tego typu są stosowane do przyspieszania zarówno elektronów, jak i jonów dodatnich. Maksymalne natężenie wiązki wynosi 100 mA (500 kV). Moce wiązek wynoszą od 25 do 60 kW. Dynamitrony są z tego względu stosowane najczęściej do na-promieniowań przemysłowych; na uniwersytetach amerykańskich zainstalowanych jest kilkanaście akceleratorów do zastosowań badawczych.

Napięcie [kV] Prąd wiązki [mA]
550 70/100/160
800 70/100/160
1000 60/100
1500 40/65
2500 40
3000 34/50
4500 20/34
5000 10/20/34
Przykładowe parametry dynamitronów produkowanych przez IBA [2]

Źródła

  1. Waldemar Schaff, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania, PWN, Warszawa 1978
  2. http://www.iba.be/industrial/dyna-files/dyna.php